不同稳定剂对Zn、Cd复合污染废渣的稳定化效果

针对含重金属废渣污染程度高且难处理问题,采用典型硫化物、磷酸盐、CaO、MgO以及配伍药剂对锌(Zn)、镉(Cd)复合污染强酸性废渣进行稳定化,利用水浸提法(HJ 557-2010)评估稳定化效果,以GB 8978-1996最高允许排放浓度为达标限值,达到安全处置的目的。结果表明,单一磷酸盐和硫化物中,同摩尔添加比条件下,Na_3PO_4·12H_2O对Zn和Cd的稳定效果最好,Na_2S·9H_2O对砷(As)稳定效果最好,Zn、Cd、As和铜(Cu)4种金属元素同时达标时的综合稳定效应(η)依次为Na_2S·9H_2O(96.36%)(NH_4)_2HPO_4(87.42%)Na_3PO_4·12H_2O(82.26%)。单一MgO或CaO与组合剂的综合稳定效应顺序依次为0.4%MgO0.4%CaO(0.4%CaO+0.61%Na_2S·9H_2O)(0.4%CaO+0.32%(NH_4)_2HPO_4)1.2%(Na_2S·9H_2O∶(NH_4)_2HPO_4∶Na_3PO_4·12H_2O=2∶1∶3)。MgO、 Na_3PO_4·12H_2O、硫钙组合为优选稳定剂。研究结果可为国内含重金属废渣的高效稳定化处理提供参考。     

鸟粪石结晶流化床结构优化

针对鸟粪石结晶流化床结构设计的不确定性及复杂性,采用数值模拟的方法模拟多粒径体系下不同构型流化床的湍流强度、分级特性和微晶截留效率。模拟结果表明,一段式流化床对鸟粪石颗粒的分级效果及湍流条件均优于多段式和锥体式流化床;沉淀区内增设沉淀组件未能显著提升微晶截留效率。验证实验结果表明,在不同的进水磷浓度(240,480和1 000 mg·L~(-1))下,一段式流化床对磷的去除效果与传统的多段式流化床无显著差异,且具有良好的造粒效果,大于1.25 mm的产品占比分别为88.1%、96.4%和70.1%。实验结果验证了数值模拟优化方法的可靠性和合理性,简化后的一段式鸟粪石结晶流化床具备良好的磷处理效果及产品特性,是理想的鸟粪石流化结晶反应器。     

鸟粪石结晶法去除垃圾渗滤液中NH_4~+-N的效果研究

研究了鸟粪石结晶法对经混凝预处理后的垃圾渗滤液中NH4+-N的去除效果,考察了不同影响因素对NH4+-N去除效果的影响,并进行了磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O,简称MAP)沉淀的表征及成分分析,并提出了反应后溶液中Mg2+、PO43-及MAP的回收利用办法。结果表明,反应的最佳条件为:pH8.5～9.5,Mg2+∶NH4+∶PO34-(摩尔比)=1.1∶1.0∶1.3,反应温度30℃,反应时间为25 min时,此时NH4+-N的去除率达94.70%;最佳沉淀剂投加组合为MgCl2.6 H2O与Na2HPO4·12H2O;pH为9.0时生成的沉淀符合典型MAP沉淀的晶体结构,生成的沉淀大部分为MAP,且没有氰化物、酚等有害物质的检出,而pH为10.5时生成的沉淀由许多疏松的微小沉淀颗粒组成,排列较杂乱,影响了沉淀的纯度。利用鸟粪石结晶法去除混凝预处理后的垃圾渗滤液中NH4+-N技术可行,经济效益合理,具有广阔的应用前景。     

鸟粪石沉淀法去除酿酒废水中磷的研究

以氧化镁和硫酸镁作为镁源采用鸟粪石(MAP)沉淀法对酿酒废水开展了除磷实验研究,考察不同因素对TP去除效果的影响。结果表明:除磷效果影响因素重要性排序为pH转速Mg~(2+)与P的摩尔比。以氧化镁为镁源时,MAP沉淀法的最佳反应条件为pH=10.0,转速150r/min,Mg~(2+)与P摩尔比为1.2;以硫酸镁为镁源时,MAP沉淀法的最佳反应条件为pH=10.0,转速50r/min,Mg~(2+)与P摩尔比为1.0。正交实验与单因素实验结果基本一致,最佳条件下TP去除率均可达90%以上。受酿酒废水矿物成分影响,MAP沉淀中的MgNH_4PO_4·6H_2O纯度较低,综合考虑,采用MAP沉淀法去除酿酒废水中的磷时宜选用氧化镁作为镁源。     

微生物电解池从剩余污泥热碱水解液中回收鸟粪石

通过鸟粪石的形式回收城市污水处理厂剩余污泥中的氮磷,不仅可减少对环境的污染,而且可以实现氮磷的资源化。利用微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)开展了回收剩余污泥热碱水解液中鸟粪石的研究,实验结果表明,剩余污泥通过热碱水解促进了磷酸盐的释放,经MEC处理后可形成鸟粪石沉淀。扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)结果表明,阴极沉淀物为斜方晶,主要成分为N、O、P、Mg,符合鸟粪石的成分组成及晶体特征。双室MEC的鸟粪石生成速率远大于单室MEC的,双室MEC对磷酸盐的去除率最高可达77%,而单室MEC对磷酸盐去除率最高为56%。在双室MEC中,随着外加电压的升高,鸟粪石的生成速率增大,当外加电压为0.95 V时,鸟粪石生成速率为0.37 g/(m2·h);当外加电压为1.15 V时,鸟粪石生成速率为0.61 g/(m2·h)。微生物电解池为剩余污泥中鸟粪石的回收提供了一种新的处理方法。     

鸟粪石沉淀—光合细菌复合序批式生物膜反应器协同处理猪场沼液

采用鸟粪石沉淀处理猪场沼液,出水再用光合细菌复合序批式生物膜反应器(SBBR)进一步处理,优化了鸟粪石沉淀的最佳Mg~(2+)∶NH_4~+(摩尔比)和光合细菌复合SBBR的最佳污泥停留时间(SRT)。结果表明:鸟粪石沉淀的最佳Mg~(2+)∶NH_4~+为1.3,COD、氨氮、TP和SS去除率分别可达52.86%、77.16%、83.24%、93.75%;光合细菌复合SBBR的最佳SRT为10d,运行第20天后基本达到稳定,COD、氨氮、TN和TP去除率分别达到87.19%~91.67%、90.18%~95.69%、82.79%~88.85%、74.81%~82.39%,稳定后鸟粪石沉淀—光合细菌复合SBBR对COD、氨氮、TN、TP的总去除率分别达到95.29%、98.39%、95.95%、96.95%以上。     

污泥发酵液主要成分对鸟粪石结晶法回收磷的影响

为了研究污泥发酵液中的主要无机离子和有机成分对鸟粪石结晶法回收磷的影响,选取钙和钾为典型无机离子,以与胞外聚合物(EPS)性质相似的海藻酸钠(SA)和腐殖酸的主要成分富里酸(FA)模拟污泥发酵液主要有机成分,利用小试流化床反应器进行连续流实验。结果表明,随着Ca~(2+)浓度升高,除磷率先下降后上升,生成了无定形磷酸钙沉淀,当Ca~(2+)浓度为100 mg·L~(-1)时,鸟粪石纯度降至14.9%。实验浓度范围内,K+、SA与FA均使鸟粪石纯度降至90%以下,生成少量共沉淀物,但产物晶型仍以规则斜方晶为主,除磷率在80%以上。其中SA主要附着在鸟粪石表面,阻碍鸟粪石晶体的正常生长,随着SA浓度由0 mg·L~(-1)升高到120 mg·L~(-1),产物纯度由96.0%降至77.3%,粉末状晶体增多,使产物平均粒径由0.80 mm降至0.56 mm。     

工艺条件对磷回收过程中鸟粪石沉淀颗粒粒径的影响

在鸟粪石沉淀法回收废水中磷的过程中,鸟粪石颗粒的大小将直接影响其沉淀的速率,进而影响鸟粪石的沉淀效果和磷的回收率。本文采用激光粒度分析仪测定鸟粪石的平均粒径,详细考察在小型连续搅拌反应-沉淀磷回收装置中不同的工艺条件下鸟粪石颗粒粒径的变化规律,并结合Stokes公式计算鸟粪石颗粒在废水出口处的沉降速率,为沉淀池的设计提供参考依据。结果表明:鸟粪石的平均粒径在12～25μm之间,沉降速率在5.46×10-5～2.37×10-4m/s之间。随着反应室水力停留时间的延长,鸟粪石颗粒的粒径逐渐增大,当停留时间超过18 min时,颗粒的粒径基本不变;随着沉淀室水力停留时间的延长,鸟粪石颗粒的平均粒径缓慢增大,当停留时间超过70 min后颗粒粒径的变化不大;鸟粪石颗粒的平均粒径在一定程度上受废水中磷初始浓度变化的影响,在磷初始浓度为62～128 mg/L时颗粒的粒径变化不大,当磷浓度为496 mg/L时粒径有较大增加,此时鸟粪石颗粒的沉降速率也大幅度增加;鸟粪石颗粒的平均粒径受pH值的影响不大;随氮磷摩尔比的增大,鸟粪石颗粒的平均粒径略有增加;随镁磷摩尔比的增大,鸟粪石颗粒的平均粒径逐渐减小,沉降速率则有明显的下降。     

磷回收产物对土壤中铜的原位修复作用

以鸟粪石形式回收废水中磷酸盐并将其应用于土壤中铜的钝化,通过测定土壤中pH、铜有效态含量和各形态铜含量等以考察磷回收产物(PRP材料)对土壤重金属铜的钝化修复能力,并用SEM/EDS和XRD等表征手段来揭示其修复机理。实验结果表明,PRP材料的主要成分为负载有鸟粪石的人造沸石;在15%PRP材料的投加比例下,土壤的pH增加了0.47个单位,土壤中铜有效态含量减少了50.4%,可交换态含量降低了49.4%,残渣态增加至2.1倍,一定程度上降低了铜在土壤中的生物活性;PRP材料对土壤中重金属Cu的钝化机制主要为吸附和沉淀的协同作用。     

海水电池处理模拟海水养殖废水

随着中国海水养殖业的迅猛发展,海水养殖废水排放量与日俱增,近海水域环境严重恶化。采用海水电池处理模拟海水养殖废水,以镁为电池负极,钛为电池正极。镁负极失去电子产生Mg~(2+),与废水中的NH_4~+、PO_4~(3-)结合生成磷酸铵镁(MgNH_4PO_4·6H_2O,MAP),将废水中的NH_4~+和PO_4~(3-)去除。结果表明,当pH为9.5,氮磷配比为1∶1.1时,氮的去除率可达85.34%,磷的去除率可达98.46%。利用正交实验研究pH、初始氨氮浓度、氮磷比和COD4个因素对氮磷去除的影响,氨氮初始浓度、COD分别对氮、磷的去除影响最大。多个电池串联时,总输出电压是各电池电压之和。     

鸟粪石法回收制肥工业废水中氨氮的中试研究

制肥工业废水中氨氮浓度高,难以直接进行生化反应,采用鸟粪石沉淀法可有效去除并回收氨氮。利用中试反应器回收某制肥工业废水中的氨氮,采用氯化镁与氧化镁作为联用镁源,通过考察不同进料方式、搅拌速度、停留时间等因素的影响,确定了鸟粪石法回收氨氮的最佳工况:采用间歇进水、固体投加镁源的投料方式,搅拌速度300 r/min,停留时间2 h。最佳条件下,氨氮去除率达到93.5%,磷残余率小于0.3%,生成的鸟粪石纯度可达85.6%,砷和铅的质量分数分别为0.0036和0.0008,符合肥料中重金属限值(GB/T 23349-2009),其他重金属均未检出。因此,回收产品有很好的利用价值。经济分析表明磷源是此方法处理成本较高的主要原因。     

废旧印刷线路板矿浆电解过程中金属的浸沉规律

以废旧印刷线路板粉末(WPCBs)为原料,采用矿浆电解法回收WPCBs中金属,研究CuSO_4·5H_2O浓度、NaCl浓度、H_2SO_4浓度、电流大小、WPCBs加入量和电解时间对矿浆电解过程中金属的浸出和电沉积规律的影响。结果表明:CuSO_4·5H_2O浓度、WPCBs加入量对WPCBs中金属浸出率影响不大,增加NaCI浓度、H_2SO_4浓度、电流和电解时间有利于WPCBs中金属浸出;增加NaCl浓度、H_2SO_4浓度和电解时间有利于WPCBs中金属沉积,而增加CuSO_4·5H_2O浓度、WPCBs加入量和电流不利于金属沉积。当CuSO_4·5H_2O浓度、NaCl浓度、H_2SO_4浓度、电流、WPCBs加入量和电解时间分别为30 g·L~(-1)、60 g·L~(-1)、170 g·L~(-1)、0.5A、3g和9h时,WPCBs中金属的浸出率和沉积率分别为92.28%和67.04%。     

旋流板塔用于净化含氟废气的研究

一、前言用硫酸分解磷矿生产普通过磷酸钙(简称普钙)时,产生大量含氟废气,其反应式如下:2Ca_5F(PO_4)_3+7H_2SO_4+3H_2O=3Ca(H_2PO_4)_2·H_2O+7CaSO_4+2HF↑ (1)反应中产生的 HF 气体继续与磷矿中的 SiO_2作用,产生如下反应:4HF+SiO_2=SiF_4+2H_2O (2)SiF_4+2HF=H_2SiF_6 (3)含氟气体的逸出量主要取决于磷矿中的氟含量。在制取普钙时,矿中氟约有40%以 SiF_4的气态逸出,混合气中氟浓度约为15～20g/Nm~3,此浓度随进入系统的空气量多少而变化,但就其绝对量来说,一个年产十万吨普钙(含 P_2O_5 18%)的小型厂每年产生的含氟气体,按氟量计算约有一千吨。因此普钙     

鸟粪石负载硅藻土复合材料对土壤中锌的稳定化作用

在模拟氮磷废水中制备回收了一种鸟粪石负载硅藻土复合材料(MAP-D材料)用于土壤中锌的稳定。通过SEM-EDS、XRD和FTIR表征以及重金属各形态、土壤酸中和能力、土壤速效磷和酶活性测定等分析手段,探讨了MAP-D材料对土壤中锌的稳定化的影响。结果表明,MAP-D材料主要成分为负载有鸟粪石的硅藻土,当投加10%的MAP-D材料,稳定8周后,土壤中锌的可交换态含量降低56.9%,残渣态增加50.5%,土壤酸中和能力提升1倍,并提升了被锌抑制的过氧化氢酶和脲酶的活性。由此说明,MAP-D材料对土壤中的锌存在一定的稳定能力,进而实现废水中回收产品的资源化利用。     

鸟粪石结晶成粒技术研究进展

鸟粪石法处理高浓度氮磷废水具有去除效果好、反应速度快等特点,但该方法的缺陷在于生成的晶体非常细小,不易与水分离.鸟粪石结晶成粒技术克服了鸟粪石沉淀固液分离难、易堵塞管道等问题,同时还能回收鸟粪石副产品,具有较高的环境效益和经济效益.总结了鸟粪石晶体的生长机制,详细论述了影响鸟粪石晶体颗粒形成和生长的因素,并介绍了目前鸟...     

废旧锂电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中钴的回收

随着新能源汽车工业的快速发展,废旧三元动力锂电池的量在不断地增加。三元动力锂电池中含有丰富的Co、Mn、Li和Ni资源,回收三元动力锂电池是防止环境污染和回收贵重金属的理想选择。利用抗坏血酸(C6H8O6)的酸性和还原性对废旧三元锂电池正极材料进行浸出,KMnO_4的强氧化性回收浸出液中的Co制备β-CoC_2O_4·2H_2O,采用浓度为1.3 mol·L~(-1)的C_6H_8O_6,在60℃的条件下对正极材料浸出20 min,向浸出夜中加入1 mol·L-1的H_2SO_4反应20 min后加入KMnO_4继续反应1 h,制得β-CoC_2O_4·2H_2O。实验结果表明,Co的回收率达91%,Li的浸出率可达96.4%,Mn和Ni完全浸出,可实现简单环保地浸出有价金属并回收Co。     

鸟粪石结晶法回收垃圾渗滤液氨氮研究

采用MgSO₄·7H₂O和Na₂HPO₄·12H₂O使NH₃-N生成MgNH₄PO₄·6H₂O（鸟粪石）结晶沉淀法回收渗滤液中NH₃-N。考察了pH值、反应时间、药剂配比对NH₃-N去除率的影响。结果表明,鸟粪石结晶回收NH₃-N反应的适宜pH值为9～9.5之间,过高的pH会破坏鸟粪石晶体结构,导致固定氨从MgNH₄PO₄中游离出来,不利于氨氮的去除。在pH值为9.5、反应时间为25 min、Mg²⁺∶NH⁺₄∶PO^3-₄=1.5∶1∶1.5的最佳条件下,渗滤液中NH₃-N浓度由初始3 500 mg/L,经结晶沉淀后降低至175 mg/L,去除率达95%。鸟粪石结晶沉淀过程中几乎不吸收重金属,同时回收了氨氮,其沉淀产物鸟粪石是一种优良的缓释肥原料。     

电化学沉淀法从废水中回收鸟粪石

从废水中以鸟粪石方式去除氮磷通常采用投加化学试剂或吹脱CO2调节p H来实现,少有采用电化学沉淀法回收鸟粪石的应用。为探讨电化学沉淀法回收鸟粪石的可行性,实验采用电解法调节p H,进行了Ⅰ、Ⅱ2个系列的实验,以确定回收鸟粪石的最优操作条件。Ⅰ实验以不锈钢网为阴极,碳棒为阳极,Ⅱ实验采用不锈钢网为阴极,镁棒为阳极。结果表明,(1)鸟粪石沉积物大部分富集在不锈钢网上,便于收集;(2)当碳棒为阳极时,最适电解电压为3 V,镁棒为阳极时,则为3.6 V;(3)不搅拌或低速搅拌有利于鸟粪石的形成,温度对电解反应影响不大;(4)低浓度Ca2+基本不影响电解反应速度,而高浓度Ca2+不仅影响反应速度,还影响鸟粪石纯度;(5)以镁棒或碳棒处理污泥脱水滤液效果接近,都能得到高纯度鸟粪石,且能节省开支。     

破络-Fenton法处理化学镀镍废水并回收水中的磷酸盐

以电镀厂化学镀镍的混合清洗水为处理对象,采用CaO破络吸附联合Fenton氧化的多级物化技术去除废液中的镍离子和磷酸盐,研究CaO投加量和反应时间对镍离子去除效率的影响以及Fenton试剂投加量、反应初始pH对废液中磷处理效果的影响。结果表明,通过两段式反应,当CaO投加量为2 g·L~(-1)、反应时间1 h;反应初始pH为4、H_2O_2投加量9.18 mg·L~(-1)、m(H_2O_2)/m(Fe~(2+))为5∶1、反应时间180 min时,镍离子和总磷(TP)含量由原来的64.6和90.2 mg·L~(-1)分别降低至0.43和0.46 mgl·L~(-1),均达到国家《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)。处理后沉淀物经测试符合Fe_2(PO_4)_3晶体及其形貌特征,达到了资源回收的目的。     

Fenton氧化剩余污泥过程重金属迁移及其形态变化

采用Fenton氧化处理含重金属剩余污泥,通过BCR法测定并分析了污泥处理过程各重金属形态的变化,重点考察了pH、H_2O_2投加量、H_2O_2/Fe~(2+)比、温度(T)和反应时间(t)5个因素对重金属迁移及形态变化的影响。结果表明,利用Fenton氧化处理剩余污泥,污泥重金属形态变化显著,且受到初始pH、H_2O_2投加量、H_2O_2/Fe~(2+)比和温度的影响,但反应时间的影响较小。正交实验结果显示,Fenton氧化处理污泥的最佳条件为:初始pH1、H_2O_2投加量12 g·L~(-1)、H_2O_2/Fe~(2+)比10和温度50℃,此时污泥Cu、Mn和Zn 3种重金属的弱酸溶解态含量达到最高值,分别为72.66%、90.12%和87.51%。在最佳条件时,污泥上清液中Cu、Mn和Zn含量可分别从0.08、0.263和0.01 mg·L~(-1)增加到15.08、17.49、32.74 mg·L~(-1)。研究表明,Fenton氧化污泥过程提高了污泥中弱酸溶解态重金属含量,利于重金属从固相向液相转移,从而有效降低污泥饼中重金属含量,有利于污泥脱水后的进一步处理及其资源化。